ADG2128：高性能 I2C 控制的 8×12 模拟开关阵列

在电子设计领域，模拟开关阵列起着至关重要的作用，它能够实现信号的灵活切换和路由。ADG2128 作为一款出色的模拟开关阵列，具有诸多优秀特性，下面就为大家详细介绍。

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产品概述

ADG2128 是一款 8×12 的模拟交叉点开关，拥有 96 个开关通道，且具有双向特性，其行和列可灵活配置为输入或输出。它采用 I2C 兼容接口，支持标准、全速和高速（3.4 MHz）I2C 接口，能实现任意开关的同时组合，还可使用 LDSW 命令同时更新多个开关，并且具备 RESET 选项可将所有开关通道复位。该器件采用 32 引脚、5 mm×5 mm 的 LFCSP_VQ 封装。

产品特性与优势

接口与速度

• I2C 兼容性：支持 I2C 接口，方便与其他设备进行通信和控制，并且提供 3.4 MHz 高速 I2C 选项，满足高速数据传输需求。
• 双缓冲输入逻辑：能够同时更新多个开关，提高了系统的响应速度和效率。

性能指标

• 带宽：高达 300 MHz 的带宽，可处理高频信号，适用于多种高速应用场景。
• 低导通电阻：最大导通电阻为 35 Ω，能有效减少信号传输过程中的损耗。
• 低静态电流：静态电流小于 20 μA，降低了功耗，延长了设备的续航时间。

工作条件

• 电源灵活性：可在双 ±5 V 或单 +12 V 电源下工作，适应不同的电源环境。
• 温度范围广：有不同版本适用于不同的温度范围，如 B 版本适用于 -40°C 至 +85°C，Y 版本适用于 -40°C 至 +125°C，满足工业和汽车等不同应用场景的需求。

应用领域

ADG2128 的应用范围十分广泛，包括但不限于以下几个方面：

• AV 设备：在电视、AV 接收器等设备中用于音频和视频信号的切换。
• 汽车领域：适用于汽车信息娱乐系统，为车内的音频、视频和数据传输提供可靠的信号切换。
• 监控系统：在 CCTV 系统中实现多路信号的切换和管理。
• 医疗设备：如超声应用中，可对信号进行精确的路由和切换。
• 测试与通信：用于测试设备、电信应用和 PBX 系统等，确保信号的准确传输和切换。

技术参数详解

电气特性

• 模拟开关参数：在不同电源电压和温度条件下，对模拟信号范围、导通电阻、导通电阻匹配、导通电阻平坦度、泄漏电流等参数都有详细的规定。例如，在 (V{DD}=12 ~V pm 10 %)，(V{ss}=0 ~V) 的条件下，导通电阻 (R_{ON}) 在不同温度和输入电压下有不同的值。
• 动态特性：包括开关导通时间 (t{ON})、开关断开时间 (t{OFF})、总谐波失真加噪声（THD + N）、电源抑制比（PSRR）、-3 dB 带宽等参数，这些参数反映了开关的动态性能和信号处理能力。
• 逻辑输入输出参数：对逻辑输入的高电压 (V{INH})、低电压 (V{INL})、泄漏电流 (I{IN})、电容 (C{IN}) 以及逻辑输出的低电压 (V_{OL}) 等参数进行了详细说明，确保与其他逻辑电路的兼容性。

I2C 时序规范

规定了在不同模式（标准模式、快速模式、高速模式）下的 I2C 时序参数，如串行时钟频率 (f{SCL})、SCL 高电平时间 (t{1})、SCL 低电平时间 (t{2})、数据建立时间 (t{3})、数据保持时间 (t_{4}) 等，保证了 I2C 通信的稳定性和可靠性。

绝对最大额定值

对电源电压、模拟输入、数字输入、连续电流、工作温度范围、存储温度范围、结温等参数给出了绝对最大额定值，使用时必须严格遵守这些参数，以避免设备损坏。

工作原理与操作方法

控制方式

通过 I2C 接口对 ADG2128 进行控制。其 7 位从地址的高 4 位固定为 1110，低 3 位由引脚 A0、A1、A2 的状态决定，最多可将 8 个该设备连接到同一串行总线上。

复位功能

RESET 引脚为低电平时，所有开关打开，相应寄存器清零。同时，设备具有上电复位功能，确保上电时所有开关处于关闭状态，内部寄存器清零。

负载开关（LDSW）

LDSW 是一个高电平有效命令，有透明模式和锁存模式两种。透明模式下，写入新数据后开关位置立即改变；锁存模式下，除最后一个字外，写入每个字时 LDSW 设为 0，最后一个字时设为 1，可实现多个开关的同时更新。

读回功能

在标准模式和快速模式下，可通过读回功能检查开关状态，这对于系统调试非常有用。

读写操作

• 写入操作：写入时需先发送地址字节和 (R / overline{W}) 位，开关通过拉低 SDA 确认准备接收数据，随后发送两个 8 位字。只有与数据字节中对应位的开关状态会改变，其他开关保持原有状态。
• 读取操作：分为两步，首先选择要读取的 X 线，写入相应的 I2C 地址和 (R / overline{W}) 位为 0，告知设备要读取该 X 线连接的 8 个开关状态；然后再次发送 I2C 地址，将 (R / overline{W}) 位设为 1 进行读取，返回的前 8 位数据为 0，后 8 位为对应 Y 线的开关状态。

评估板使用

ADG2128 评估板方便设计师轻松评估该开关阵列的高性能。评估套件包含已装配和测试的印刷电路板，可通过 USB 接口连接到 PC，也可作为独立评估板使用。配套软件可让用户通过 USB 端口轻松对 ADG2128 进行编程，并且评估板可使用单电源或双电源供电。

综上所述，ADG2128 以其丰富的特性、广泛的应用领域和灵活的操作方式，成为电子工程师在设计模拟开关系统时的理想选择。在实际应用中，工程师们可以根据具体需求合理选择合适的型号和工作条件，充分发挥其性能优势。大家在使用 ADG2128 过程中遇到过哪些有趣的问题呢？欢迎在评论区分享交流。